鋼材的簡易鑒別方法(教材)[1]

1、鋼材的簡易鑒別方法鋼材的簡易識別包括鋼材材質(zhì)的簡易鑒別和鋼成品的尺寸、外形、重量及允許偏差的檢驗。鋼材材質(zhì)的簡易鑒別，常用的鑒別方法有火花鑒別法、色標鑒別法、斷口鑒別法、音響鑒別法和銼痕鑒別法等；不銹鋼的簡易鑒別，常用的鑒別方法有磁性試驗、硝酸點試驗、硫酸銅點試驗、硫酸試驗和鹽酸試驗等。鋼成品的尺寸、外形、重量及允許偏差的檢驗，國標中有明確規(guī)定，根據(jù)國標規(guī)定可以進行相關(guān)項目的檢驗。一、 火花鑒別火花鑒別是將鋼鐵材料輕輕壓在旋轉(zhuǎn)的砂輪上打磨，觀察所迸射出的火花形狀和顏色，以判斷鋼鐵成分范圍的方法。材料不同，其火花也不同?？捎糜诂F(xiàn)場快遞識別材料之用。但用這種方法一般只能得到主要成分的定性估計，欲知

2、其含量必須具有極其豐富的經(jīng)驗。（1）火花產(chǎn)生的基本原理 鋼鐵材料在砂輪上研磨時，由于砂輪轉(zhuǎn)速很快，產(chǎn)生高熱，使材料研磨出的顆粒達到熔融狀態(tài)，這些高溫、熔融的細顆粒被砂輪的離心作用拋射在空氣中發(fā)生亮光，其表面層與空氣中的氧發(fā)生氧化作用，形成一層氧化鐵薄膜。此外，鋼中的碳化物（ Fe3C ）在高溫下分解，析出碳原子，反應(yīng)式為：                        

3、;                                 Fe3C - 3Fe+C           碳原子和表面層氧化亞鐵產(chǎn)生還原作用，形成一氧化碳，反應(yīng)式

4、為：                                                  

5、60;     FeO+C- Fe+CO         氧化亞鐵被還原后，與空氣中的氧再起氧化作用，在瞬時氧化還原的循環(huán)作用下顆粒的溫度越升越高，內(nèi)部的一氧化碳積聚也越來越多，由于內(nèi)部膨脹，產(chǎn)生爆裂，就形成火花。鋼鐵材料中的碳元素是產(chǎn)生火花的基本元素，而當鋼中含有猛、硅、鎢、鉬、鉻等元素時，它們的氧化物將影響火花的統(tǒng)一線條、顏色和形態(tài)，由此可以判別鋼的化學(xué)萬分。        （2）火花的特性以火束、流線

6、、芒線分叉、爆花等的形態(tài)、顏色加以描述。其中，火束是指鋼鐵在研磨時所產(chǎn)生的全部火花，如圖 1-1 所示；流線是指灼熱粉末在空氣中飛過時光亮線條的運動軌跡，如圖 1-2 所示；芒線是火花爆裂時所射出的線條，含碳量不同時其分叉情況不一，如圖 1-3 所示；爆花是指由芒線及其節(jié)點所組成的火花形狀，如圖 1-4 所示。分散在爆花之間的明亮小點，稱為花粉；在流線的尾部的爆花，稱為尾花，如圖 1-5 所示。（3）碳素鋼火花特征的規(guī)律隨著含碳量的增加，流線逐漸增多，火束長度逐漸縮短，粗流線變細，芒線逐漸細而短，由一次爆花轉(zhuǎn)向多次爆花，花的數(shù)量和花粉逐漸增多。當 之間時，一般常有二次火花；當 C>0.3

7、5% 時，則有逐漸增多的三次火花。光亮度隨著含碳量的升高而增加。砂輪研磨時，手感覺鋼件由軟漸漸變硬。不同碳含量碳素鋼的火花特征如表 1-1 所列。 鋼鐵中含合金元素量不同，火花特征也不同，有的元素能增強火花，有的則抑制火花。如表 1-2 所列。 （4）常見鋼材的火花特征20鋼:流線多、帶紅色，火束長，芒線稍粗。發(fā)光適中，花量稍多，多根分岔爆裂，呈星形，花角狹小。45鋼:流線多而稍細，火束短，發(fā)光大，爆裂為多根分岔，多量三次花量呈火星形，火花盛開花數(shù)約占全體五分之三以上，有很多的小花及花粉發(fā)生。 T7鋼:流線多而細，火束由于含碳量高，其長度漸次縮短而粗，發(fā)光漸次減弱，火花稍帶紅色，爆裂

8、為多根分岔，多量三次花，花形由基本的星形發(fā)展為三層迭開，花數(shù)增多。研磨時手的感覺稍硬。  W18Cr4V鋼:火束細長，呈赤橙色，發(fā)光極暗，由于鎢的影響，幾乎無火花爆裂。膨脹性小，中部和根部為斷續(xù)流線，尾部呈點形狐尾花。研磨時材質(zhì)較硬。二、 色標鑒別生產(chǎn)中為了表明金屬材料的牌號、規(guī)格等，通常在材料上做一定的標記，常用的標記方法有涂色、打印、掛牌等。金屬材料的涂色標志用以表示鋼種、鋼號，涂在材料一端的端面或外側(cè)。成捆交貨的鋼應(yīng)涂在同一端的端面上，盤條則涂在卷的外側(cè)。具體的涂色方法在有關(guān)標準中做了詳細的規(guī)定，生產(chǎn)中可以根據(jù)材料的色標對鋼鐵材料進行鑒別。常用鋼材色標對應(yīng)情況1普通碳

9、素鋼 Q195（1號鋼） 藍色 Q215（2號鋼） 黃色 Q235（3號鋼） 紅色 Q255（4號鋼） 黑色 Q275（5號鋼） 綠色 6號鋼 白色黑色 7號鋼 紅色棕色 特類鋼 加涂鋁白色一條 2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼515號 白色2025號 棕色綠色 3040號 白色藍色 4585號 白色棕色 15Mn40Mn 白色二條 45Mn70Mn 綠色三條 3合金結(jié)構(gòu)鋼 錳鋼 黃色藍色 硅錳鋼 紅色黑色 錳釩鋼 藍色綠色 鉬鋼 紫色 鉬鉻鋼 紫色綠色 鉬鉻錳鋼 紫色白色 硼鋼 紫色藍色 鉻鋼 綠色黃色 鉻硅鋼 藍色紅色 鉻錳鋼 藍色黑色 鉻鋁鋼 鋁白色 鉻鉬鋁鋼 黃色紫色 鉻錳硅鋼 紅色紫色 鉻釩鋼 綠色

10、黑色 鉻錳鈦鋼 黃色黑色 鉻鎢釩鋼 棕色黑色 鉻硅鉬釩鋼 紫色棕色 4不銹耐酸鋼 鉻鋼 鋁白色黑色 鉻鈦鋼 鋁白色黃色 鉻錳鋼 鋁白色綠色 鉻鉬鋼 鋁白色白色 鉻鎳鋼 鋁白色紅色 鉻錳鎳鋼 鋁白色棕色 鉻鎳鈦鋼 鋁白色藍色 鉻鉬鈦鋼 鋁白色白色黃色 鉻鉬釩鋼 鋁白色紫色 鉻鎳鉬鈦鋼 鋁白色紅色黃色 鉻鎳鎢鈦鋼 鋁白色白色紅色 鉻鎳銅鈦鋼 鋁白色藍色白色 鉻鎳鉬銅鈮鋼 鋁白色黃色綠色鉻鎢釩鋁鋼 鋁白色黃色紅色 鉻鉬鎢釩鋼 鋁白色紫色黑色 注：資料來源：建筑施工手冊(第四版三、 斷口鑒別材料或零部件因受某些物理、化學(xué)或機械因素的影響而導(dǎo)致破斷所形成的自然表面稱為斷口。生產(chǎn)現(xiàn)場常根據(jù)斷口的自然形態(tài)來

11、斷定材料的韌脆性，亦可據(jù)此判定相同熱處理狀態(tài)的材料含碳量的高低。若斷口呈纖維狀、無金屬光澤、顏色發(fā)暗、無結(jié)晶顆粒且斷口邊緣有明顯的塑性變形特征，則表明鋼材具有良好的塑性和韌性，含碳量較低；若材料斷口齊平、呈銀灰色具有明顯的金屬光澤和結(jié)晶顆粒，則表明材料金屬脆性斷裂。 斷口檢查：直徑30mm以下的冷拉退火及熱軋退火鋼材應(yīng)進行斷口檢查。在鋼材一端切一缺口用錘擊斷或用壓力機截取斷口試樣。用肉眼檢查斷面上是否有縮孔、白點、裂紋，過燒等缺陷。廢鋼鐵斷口鑒別法    把需要鑒別的鋼鐵材料，先用鑿或鋸開一個缺口，然后墊空敲斷，用肉眼觀察斷口的方法來鑒別材料。通過觀察斷

12、口的形狀來判斷金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)和材質(zhì)是一種最簡易而又實際可行的方法之一。    金屬的破斷及其斷面情況比較復(fù)雜，此處只簡單介紹一下常用材料的斷口特征。    1.灰口鑄鐵：在敲擊時容易折斷，斷口呈暗灰色，結(jié)晶顆粒粗大。    2.白口鑄鐵：在敲擊時灰口鑄鐵更容易折斷，斷口呈白亮色，結(jié)晶顆粒較灰口鑄鐵細。    3.低碳鋼：因為塑料較好，必須先開缺口，敲擊時不易折斷，斷裂后在斷口附近有塑性變形現(xiàn)象，斷口呈銀白色，能清晰看到均勻的結(jié)晶顆粒。    4 中

13、碳鋼：在折斷時塑性變形現(xiàn)象不如低碳鋼那么明顯，斷口的結(jié)晶顆粒比低碳鋼細致。    5 高碳鋼：在折斷時塑性變形現(xiàn)象不明顯，甚至沒有變形現(xiàn)象，斷口的結(jié)晶顆粒很細四、音響鑒別生產(chǎn)現(xiàn)場有時也根據(jù)鋼鐵敲擊時聲音的不同，對其進行初步鑒別。例如，當原材料鋼中混入鑄鐵材料時，由于鑄鐵的減振性較好，敲擊時聲音較低沉，而鋼材敲擊時則可發(fā)出較清脆的聲音。敲擊音鑒別法       該法主要用于鑒別灰鑄鐵和鋼。灰鑄鐵被敲擊所發(fā)出的聲音沙啞，無余音；同樣形狀的鋼被敲擊時，聲音清脆，常有悅耳余音。這主要是因為灰鑄鐵中的石墨

14、常呈條狀，好似有許多裂紋的鋼，敲擊當然聲音沙??；同時，這也使它具有優(yōu)良的吸振性。五、銼痕法鑒別鋼材這是一種比較粗糙的鑒別方法，與操作者經(jīng)驗關(guān)系密切，多用于小作坊對鋼材硬度進行初步的判斷，主要是針對經(jīng)過熱處理的機械零部件進行檢驗。銼痕鑒別法該法使用的工具通常是圓銼、三角銼、菱形銼或半圓銼。鑒別時，用銼的尖端以一定的力度在零部件經(jīng)過熱處理的表面均勻銼過，觀察零部件表面的銼痕，如果銼痕深且明顯，說明鋼材硬度低或未進行熱處理，如果銼痕淺或無銼痕，說明鋼材硬度高。有經(jīng)驗的技術(shù)人員也可以使用手錘敲擊零部件非工作面，根據(jù)敲擊的深度判斷鋼材的材質(zhì)或是否經(jīng)過熱處理。六、不銹鋼簡易鑒別1磁性試驗磁性試驗是區(qū)別退火

15、奧氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼的最簡單的方法。奧氏體不銹鋼是非磁性鋼，但經(jīng)大壓下冷加工后將具有輕度的磁性；而純粹的鉻鋼和低合金鋼都是強磁性鋼。按組織形態(tài)，不銹鋼大致分為 4 種，即奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和雙相不銹鋼。這 4 種不銹鋼中，只有奧氏體不銹鋼無磁性，其余三種不銹鋼均有磁性。反過來，只要確定一種材料是鐵基金屬（不是有色金屬），表面銀白光亮，且無磁性，則必為奧氏體不銹鋼。 2硝酸點試驗不銹鋼的一個顯著特點是對濃硝酸和稀硝酸具有固有的耐蝕性。這種性能使其能很容易地從大多數(shù)其他金屬或合金中加以區(qū)分。但高碳型420和440鋼在進行硝酸點試驗時則稍受腐蝕，有色金屬遇到濃硝酸時立即會

16、被腐蝕。而稀硝酸對碳鋼具有強烈的腐蝕性。3硫酸銅點試驗硫酸銅點試驗是快速區(qū)分普通碳素鋼和所有類型的不銹鋼的最簡便方法。所使用的硫酸銅溶液的濃度為510%。在進行點試驗前，試驗區(qū)應(yīng)徹底清除油脂或各種雜質(zhì)，并用軟磨布磨光一個小區(qū)域，然后再用滴瓶向清理后的區(qū)域滴注硫酸銅溶液。普通碳素鋼或鐵在幾秒鐘內(nèi)就會形成一層表面金屬銅，而不銹鋼的表面則不產(chǎn)生銅沉淀或顯示銅的顏色。4硫酸試驗硫酸浸沒試驗?zāi)馨?02和304與316和317區(qū)分開來。試樣的切邊應(yīng)經(jīng)過細磨，然后在體積濃度為2030%、溫度為6066的硝酸（比重為1.42）中清洗和鈍化半小時。硫酸試驗溶液的體積濃度為10%，加熱到71當.302和304鋼浸

17、入這種熱溶液中時，被迅速腐蝕并產(chǎn)生大量氣泡，試樣在幾分鐘內(nèi)變黑；而316和317鋼的試樣則不受腐蝕或反應(yīng)很慢（不產(chǎn)生氣泡），試樣在1015分鐘內(nèi)不變色。如果采用同時試驗具有已知成分的試樣來進行近似比較的話，可使試驗更為準確。5、鹽酸試驗鹽酸試驗可用來把低鉻型403、410、416和420鋼與含鉻量較高的430、431、440和416鋼區(qū)分開。把相等重量的試樣鉆屑溶入體積濃度為50%的鹽酸溶液，比較溶液的色彩強度，含鉻量較高的鋼的綠色較深。在每個試管內(nèi)分別放入試樣的幾克鉆屑，然后向每個試管注入數(shù)量相等的體積濃度為4050%的鹽酸溶液；3分鐘后，溶液變化情況如下表所示。 鋼種反應(yīng)溶液顏色302相當

18、快淺綠藍色303（Se）發(fā)出大蒜味淡琥珀色410強與302鋼相標比，綠色較深416很快，發(fā)出與臭雞蛋味類似的氣味深濁綠色 301、304、310、316和347,鋼與酸溶液的反應(yīng)與302鋼類似，緩慢地顯示淺綠藍色。七、鋼鐵產(chǎn)品尺寸、重量及允差技術(shù)標準1、牌號、分類GB/T 221-2000鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法GB/T 8706 2006鋼絲繩術(shù)語、標記和分類GB/T 13304-1991 鋼分類GB/T 15574-1995 鋼產(chǎn)品分類GB/T 15575-1995 鋼產(chǎn)品標記代號GB/T 17616-1998 鋼鐵及合金牌號統(tǒng)一數(shù)字代號體系GB/T 20878-2007不銹鋼和耐熱鋼 牌號及化學(xué)成分2、尺寸、重量及允許偏差GB/T 342-1997 冷拉圓鋼絲、方鋼絲、六角鋼絲尺寸、外形、重量及允許偏差GB/T 702-2004熱軋圓鋼和方鋼尺寸、外形、重量及允許偏差GB/T 704-1988熱軋扁鋼尺寸、外形、重量及允許偏差GB/T 705-1989熱軋六角鋼和八角鋼尺寸、外形、重量及允許偏差GB/T 7